Descripción de la tarea
La metalurgia se conoce desde hace miles de años (no tienes más que pensar en las edades del bronce o del hierro).
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Imagen en pxhere. Dominio público |
Precisamente la obtención industrial de hierro o siderurgia ha sido una de las tecnologías más desarrolladas en España durante el siglo XX. Los hornos altos situados en Sagunto (Valencia) o Bilbao (País Vasco) son buena prueba de ello.
Pero la mejora de los procesos y la antigüedad de las instalaciones supuso una dolorosa y costosísima reconversión que acabó con muchas industrias y puestos de trabajo.
Las industrias metalúrgicas actuales están automatizadas, los procesos tienen un rendimiento mayor y el coste energético es más bajo, buscando la competitividad de los productos.
De entre todos los métodos que hay para obtener hierro, vas a considerar dos bastante parecidos, con el objetivo de decidir cuál de ellos te parece más adecuado, teniendo en cuenta las características de las reacciones, el coste económico y las instalaciones necesarias.
De entre los métodos que hay para obtener hierro, los más habituales se basan en reducir el óxido de hierro Fe2O3(s) con carbón (s) o con gas monóxido de carbono. En los dos casos se obtiene hierro metálico y dióxido de carbono.
1.- Escribe y ajusta las dos reacciones mencionadas anteriormente.
2.- Determina, en cada caso, si se trata de un proceso endotérmico o exotérmico. Escribe la correspondiente ecuación termoquímica para cada reacción.
3.- Justifica, cualitativamente (sin necesidad de realizar ningún cálculo), el signo de la variación de entropía de cada reacción. Realiza posteriormente el cálculo para comprobar tu respuesta.
4.- Determina el valor de la variación de entalpía libre o energía de Gibbs en ambas reacciones. ¿Se trata de procesos espontáneos a temperatura ambiente?
5.- Delimita el intervalo de espontaneidad de las dos reacciones.
6.- Justifica si las siguientes proposiciones, relacionadas con la entropía y el segundo principio de la termodinámica y la reversibilidad e irreversibilidad de los procesos, son verdaderas o falsas:
a) La entropía del sistema disminuye en las reacciones exotérmicas.
b) Si para una determinada reacción aumenta la entropía, se puede decir que se trata de una reacción en la que disminuye el desorden.
c) En todo proceso espontáneo, la entropía disminuye.
d) Todos los procesos espontáneos son irreversibles.
e) En todo proceso reversible, la variación de la energía de Gibbs es negativa.
7.- En base a lo visto en los apartados anteriores, ¿cuál de los dos procesos te parece más adecuado energéticamente? Justifica tu respuesta.
En esta tarea trabajarás con cuestiones termodinámicas y te familiarizarás con conceptos y procedimientos que volverán a aparecer en la tarea global.